Конструкторско-технологические принципы и схемотехнические решения по созданию новых дорожных сооружений с практически неограниченной пропускной способностью и оценка снижения убытков от пробок, аварий и загрязнения воздуха выхлопными газами за счет использования данных решений (стр. 2 )

  Кроме того, кардинальное улучшение транспортных коммуникаций многократно увеличит мировой товарооборот, а рост потребления металла на конструкции для магистралей-эстакад существенно оживит рынок металлов.

  Это, в частности, может существенно смягчить развивающийся мировой кризис, а страна – обладатель указанной технологии - значительно улучшит свои основные экономические показатели.

  Кроме этого надо отметить, что конструкция практически полностью отделяет пешеходов от потоков автомобилей, что означает существенное снижения жертв дорожных происшествий. Тем более что замкнутый объем конструкции позволяет сравнительно легко перевести управления автомобилей при движении по ней на компьютерную программу, то есть  автомобиль может перемещаться без участия водителя,  что сводит возможность аварий до крайнего минимума. 

  Ресурс полос движения многократно увеличивается за счет того, что закрытые, как минимум, сверху от воздействия окружающей среды полосы движения не подвергаются, например, воздействию снега, дождя и т. п. Тем самым снижаются эксплуатационные расходы и число аварий, например из-за плохой видимости, сильного скольжения и т. п., что неизбежно происходит на открытых магистралях.

  Буферные полосы по всей протяженности конструкции и на каждом ее уровне позволяют, в отличие от скоростных наземных трасс, монтировать въезды и съезды с любой регулярностью, что в значительной степени облегчает попадание автомобилей на трассу и съезд с нее там, где хочется водителю, а не на крайне редких въездах и съездах на скоростных автобанах и хайвеях, не имеющих буферных полос.

  Если число автомобилей выросло (число полос движения подведенных к магистрали-эстакаде дорог увеличилось) и стало превышать  пропускную способность конструкции и наоборот, то конструкция из свинченных секций и блоков, как правило, из стального металлопроката, предполагает сравнительно простую и быструю надстройку дополнительных этажей или соответственно демонтаж ненужных этажей,  вплоть до разборки конструкции и переноса ее в другое место, что практически невозможно для бетонной эстакады.

  Конструкция может быть легко преобразована в экологически безопасную,  благодаря закрытию не только сверху, но и по бокам  легкой, прозрачной негорючей оболочкой и установкой в образовавшемся объеме необходимого числа сравнительно недорогих вытяжек с разрядниками, переводящими вредные компоненты выхлопного газа в нейтральные. Кроме того, оболочкой гасится и шум от движущихся автомобилей.

  Металлическое покрытие над вторым уровнем (крыша) и боковые  отводы могут использоваться для недорогой  парковки значительного числа автомобилей.

  Для еще большего повышения эффективности конструкции и для ее удешевления предпочтительно использование магистрали-эстакады только для проезда легковых автомобилей (90% всех автомобилей),  наземные  магистрали при этом остаются  для тяжелого и общественного транспорта.

  Поскольку конструкция является свайной, постольку она чрезвычайно перспективна для установки в сейсмоопасных зонах, где она устоит при любых землетрясениях. Кроме того, конструкция на сваях может быть проведена по любому грунту и практически в любой местности, от  пустынь до болот и зон вечной мерзлоты.

  Конструкция может использоваться не только  в качестве магистрали, но и как двухэтажный разгрузочный путепровод, не тормозящий транспортные потоки при их пересечении других автомагистралей и железных дорог [6], а также как транспортный коридор, объединяющий автомагистрали, железнодорожные магистрали,  линии связи, трубопроводы и другие навески  одном объеме, что на порядок снижает себестоимость столь необходимых и проектирующихся ныне транспортных коридоров в различных странах и между различными регионами [7].

2. Техническая возможность создания многоуровневых дорожных сооружений.

  В разделе рассматриваются возможные технические и технологические решения, а также оцениваются риски проекта.

  Прежде всего,  следует отметить отсутствие дорожных сооружений не только в России, но и в других странах мира, которые позволяли бы вмещать в себя практически любые транспортные потоки - особенно это важно в часы пик в городах – и, кроме того, в которых, благодаря их конструкции, можно было бы организовать движение автомобилей без возникновения заторов и пробок. В настоящее время не существует даже проектов подобных разработок. Поэтому дальнейшая проработка данного проекта, заключающаяся в выборе места и типа конструкции предлагаемого нами нового дорожного сооружения, подготовке соответствующей конструкторской документации, организации производства типовых блоков многоуровневой магистрали-эстакады, ее сборке и установке, с точки зрения маркетинга имеет весьма благоприятные перспективы для занятия имеющейся свободной рыночной ниши.

  Если говорить о возможности создания многоуровневых магистралей-эстакад, то надо отметить, что для этого  практически не существует  технических и технологических препятствий. Дело в том, что многоэтажные, до трех этажей, эстакады уже  построены и эксплуатируются в Токио, Сеуле, Нью-Йорке,  Париже. Поэтому их вполне возможно воспроизвести и в России. Кроме того, монтаж и эксплуатация металлоконструкций эстакад для трубопроводов, мостов достаточно хорошо отработаны и показали свою эффективность в различных климатических условиях.

  Однако конструкция многоэтажных эстакад так и не решила основную проблему мегаполисов – проблему заторов и пробок. В частности, в Токио жителям все равно приходится терять в дороге на работу более трех часов каждый день. Значит, дело не только в наращивании площади дорог, тем более что рост этой площади существенно отстает от роста автопарка и в последнее время этот разрыв только увеличивается. Например, в часы пик даже такой город как Москва, не насыщенный автомобилями  в такой степени как большинство другие  мегаполисов мира, стоит в пробках, поскольку пропускная способность городских магистралей становится ниже числа стремящихся на них автомобилей.

  Именно по этой причине все известные попытки нормализации дорожного движения не стали по-настоящему эффективными, кроме административного ограничения въезда в город автомобилей, что, естественно, для большинства владельцев автомобилей вряд ли может быть приемлемо, как и неприемлемо для компаний – производителей автомобилей.

  Поэтому сначала надо сформулировать те условия, при которых движение все растущего автопарка, на 90% состоящего из легковых автомобилей, станет свободным, достаточно быстрым, с малым числом аварий  при высоком ресурсе полос движения и сравнительно невысокой их стоимости, как это было, например, в Германии еще до эпохи всеобщей автомобилизации.

  Очевидно, эти условия таковы:

  - во-первых, надо увеличить пропускную способность основных магистралей  до значения, большего, чем в часы пик;

  - во-вторых,  поддерживать безостановочное движение автомобилей в оптимальном скоростном режиме, исходя из максимизации пропускной способности магистралей, то есть недопущения падения скорости автомобилей ниже предела, с которого плотность транспортного потока начинает  расти и соответственно начинает падать пропускная способность, возникают заторы, а затем и пробки; 

  - в-третьих, обеспечить согласование пропускной способности каждой магистрали с пропускной способностью прилегающих въездов на магистраль и съездов с нее;

  - в-четвертых, обеспечить возможность адаптации суммарной пропускной способности магистрали к транспортному потоку за счет подбора этажности магистрали, которая в основном и  определяет число полос движения;

  -  в-пятых, исключить возможность образования пробок из-за внезапных аварий или дорожного ремонта;

  -  в-шестых, многократно увеличить ресурс полос движения;

  -  в-седьмых, обеспечить высокую надежность и низкую стоимость сооружения;

  -  в-восьмых, по-возможности, что важно для больших городов с позиции уменьшения загрязненности воздуха, обеспечить экологическую безопасность магистралей.

  Варианты предлагаемой конструкции как раз удовлетворяют указанным условиям, которые на первый взгляд кажутся невыполнимыми.

  Во-первых, несколько вариантов связанности имеющихся этажей магистрали-эстакады в виде, например, переездов автомобилей с одного ее этажа на другие и въездов (съездов) автомобилей сразу на верхние (нижние) этажи магистрали-эстакады предполагают при соответствующем подборе этажности быстрое заполнение этажей эстакады предусмотренным числом автомобилей, то есть практически любую пропускную способность. Причем, если число автомобилей выросло и начинает превышать имеющуюся пропускную способность эстакады или наоборот, то конструкция предполагает надстройку дополнительных этажей или соответственно демонтаж ненужных этажей  вплоть до разборки конструкции и переноса ее в другое место[3,4]. 

  Во-вторых, на основе известной методики управления дорожным движением ramp metering [8] нами разработана методика, позволяющая в любом случае удерживать плотность транспортного потока в заданных рамках и не допускать падения его скорости ниже определенного предела [5].

  В-третьих и в четвертых, для обеспечения согласования пропускной способности каждой магистрали с пропускной способностью прилегающих въездов на магистраль и съездов с нее необходимо всего лишь суммировать пропускную способность прилегающих к магистрали дорог, с которых можно въехать (съехать) на магистраль и построить магистраль-эстакаду с несколько большей пропускной способностью (с соответствующем числом этажей), чем прилегающие к ее въездам дороги, и соответственно, чтобы эта пропускная способность не превышала пропускную способность дорог у съездов с магистрали-эстакады. Если подобных прилегающих дорог недостаточно, то регулируется число въездов (съездов) с эстакады или к ней подводятся новые дороги. В ряде случаев можно также использовать и контролируемый въезд на эстакаду через буферную полосу.